Зажимные Устройства Станка Типа Обрабатывающий Центр

Зажимные детали и механизмы закрепляют установленную и ориентированную нужным образом заготовку в приспособлении. Сила зажима, которую должны создать зажимные механизмы, обычно превышает в 1,5-2 раза силу резания, чтобы заготовку не вырвало из зажимного приспособления во время работы. Таким образом

Q=(1,5-2,0)P кг,

где P - сила резания (окружная сила).

Зажимные механизмы разделяются в зависимости от источника энергии на ручные и механизированные.

Рассмотрим конструкции зажимных устройств наиболее характерных узлов которыми располагает обрабатывающий центр с ЧПУ: стола, гильзы шпинделя и круглого стола. На станках, где отсутствуют гидро и пневмоприводы, зажимные устройства имеют, как правило, электромеханический привод; схема устройства: зажим - мощной пружиной, отжим - приводом.

К конструкциям зажимных устройств станка предъявляют следующие требования: 1) высокое быстродействие; 2) высокая надежность; 3) минимальный увод подвижного органа после его зажима; 4) простота, доступность и удобство обслуживания.

Конструкции и приводные элементы зажимных устройств обрабатывающих центров отличаются большим разнообразием: винтовые, эксцентриковые, пружинные, гидравлические, пневматические, электромеханические и др.

Закрепление стола вертикального обрабатывающего центра 243ВМФ2 (рис. 1, а) производится двумя зажимами, прикрепленными жестко к основанию и связанными между собой валом 1. К салазкам крепят стальные закаленные ленты 8, обеспечивающие минимальный увод салазки при зажиме. При зажиме лента прижимается к неподвижной губке 7 рычагом 4 от действия пакета тарельчатых пружин 6, предварительно оттарированного. Отжим производится эксцентриковым валом 3 с приводом через шестерню 5 от электродвигателя через понижающий редуктор. При повороте шестерни 5, а следовательно вала 3, его эксцентрично расположенная шейка поднимает сидящую на подшипниках втулку. Она поднимет упирающийся в ее поверхность торец винта, ввернутый в рычаг 4. Рычаг повернется, сожмет пакет пружин и освободит ленту 8. Микропереключатель, взаимодействующий через рычаг с кулачком 2, закрепленным на шестерне 5, управляет приводным двигателем. Зажим расположен в удобном для обслуживания месте, прост в регулировке, вполне надежен и обеспечивает минимальные уводы стола при зажиме в пределах 0-2 мкм.

Рис. 1. Механизмы зажима для станков: а - механизм зажимного устройства стола обрабатывающего центра 243ВМФ2 (СКБПС, г. Одесса); б - механизм зажима стола обрабатывающего центра 245ВМФ2 (СКБПС, г. Одесса)

Крепление узлов, перемещаемых беззазорными шарико-винтовыми передачами, производится зажимом мембраны 2, жестко закрепленной на винте. Конструкция зажима и схема управления приводным двигателем со встроенным редуктором 1 аналогична описанной выше, однако в этом случае сила зажима значительно меньше; механизм зажима получается очень компактным и легко встраивается в любой узел обрабатывающего центра (рис. 1, б).

Зажим шпиндельной головки станка 243ВМФ2 производится двумя пакетами тарельчатых пружин 1, предварительно отрегулированными гайками 2 на необходимую силу через тягу 4 и рычаг 5, а отжим - эксцентриковым валом 3 (рис. 2, а) с приводом от отдельного электродвигателя с понижающим редуктором. На зубчатом колесе 9 укреплен кулак 8, действующий через рычаг 7 на микропереключатель 6, управляющий приводным двигателем.

Оригинальный узел зажимного устройства шпиндельной головки для станка показан на рис. 2, б. Гидромеханический зажим шпиндельной головки действует по принципу рычага первого рода. На рычаг 1 действует сила пакета тарельчатых пружин 2, второй конец рычага 1 поворачивается относительно подвижной роликовой опоры 3 и прижимает упругую планку 4 к зажимному узлу с необходимой силой (на рисунке показано положение, когда узел зажат).

При отжиме подается жидкость под поршень 5, и, преодолевая трение качения в роликах опоры 3 и трение роликов о сепаратор, опора перемещается в крайнее правое положение, где сила пружин Pпр = 1050 кгс действует на опору, рычаг отбрасывается в исходное положение упругой планкой 4 и узел отжимается (Рр = 3150 кгс, Рз = 2100 кгс).

Рис. 2. Механизм зажимного устройства станка: а - зажим шпиндельной головки обрабатывающего центра 243ВМФ2; б - зажим шпиндельной бабки

Простейшим ручным зажимом станка является винтовой зажим (рис. 3, а), который состоит из винта 1 со штурвальной рукояткой, гайки 2, укрепленной в чугунном корпусе приспособления, и наконечника 3, зажимающего заготовку.

Винтовой зажим станка обеспечивает надежное закрепление заготовки, но требует сравнительно много времени и большого усилия рабочего. Кроме того, не всегда удобно применять винтовой зажим при фрезеровании, так как расположение винтов и головок над заготовкой затрудняет доступ к ней фрезы.

Рис. 3. Ручные зажимы станков: а - винтовой; б - простой винтовой прихват; в - переставной дугообразный винтовой прихват; г - переставной винтовой прихват с эксцентриком

Сочетание винтового зажима с прихватом, представляющим собой рычаг, более рационально. На рис. 3, б показан винтовой прихват. Располагаясь сбоку заготовки, прихват облегчает ее установку, закрепление и обработку. Отверстие в прихвате 4 делают продолговатым для возможности установки винта 1 ближе к заготовке. Пружина 5 служит для поддержки прихвата при установке.

Прихваты бывают различной формы и конструкции. На рис. 3, в показан переставной по высоте дугообразный прихват 6; переставляя винт по продолговатой прорези в прихвате 6, можно прижимать разные по высоте заготовки. Такой же переставной по высоте прихват показан на рис. 3, г. Подкладка прихвата выполнена в виде круглого диска 7, вращающегося на эксцентрично расположенной оси 8, проходящей через прорези прихвата 9. В диске 7 просверлено шесть отверстий 10. В зависимости от требуемой высоты установки ставят штифт в то или иное отверстие диска 7.

Усилие, создаваемое винтовым зажимом:

Q=Мк/(0,075d+0,2K) кг,

где Мк - крутящий момент, приложенный к рукоятке, гайке или головке болта, в кг•мм; d - наружный диаметр резьбы в мм; К - коэффициент, зависящий от формы торца, трущегося при зажиме (таблица на рис. 4).

Рис. 4. Значение коэффициента К создаваемое зажимом в мм

Применение эксцентрикового зажима станка с прихватом (рис. 5, а) сокращает время зажима и освобождения заготовки. Поворачивая рукоятку 3 по стрелке на часть оборота, зажимают заготовку, причем прихват 1 служит двуплечим рычагом, имеющим подпружиненную опору 2. Эксцентриковый зажим обеспечивает силу зажима в 3-4 раза меньшую, чем винтовой, при одинаковой длине рукоятки и приложенном к ней усилии, вследствие чего его применяют при обработке небольших деталей с малым съемом стружки. Недостатком эксцентриковых зажимов является небольшой ход эксцентрика, вследствие чего при переходе на обработку новой партии деталей надо прихват настроить на зажимаемый размер. В приспособлении, изображенном на рис. 5, а, это осуществляется с помощью винта 4, который перемещает клин 5. Другим недостатком эксцентриковых зажимов является самопроизвольный отжим при работе с сильными ударами (черновая обработка).

Эффективное средство увеличения скорости зажима станка - применение двух- и многократных зажимов. Такие зажимы позволяют при помощи одной рукоятки или от одного механизированного силового привода зажать одну заготовку сразу в нескольких местах или одновременно закрепить несколько заготовок. На рис. 5, б показан двукратный встречный эксцентриковый зажим для одновременного закрепления двух валиков силами, действующими навстречу друг другу (Р1 и Р2). Зажим производится рукояткой 3 с эксцентриком, который осуществляет одновременно нажим на правый прихват 1 и через тягу 8 на левый прихват 1, прижимая тем самым оба валика к призмам в корпусе 6 приспособления. Освобождение валиков производится поворотом рукоятки 3 в обратную сторону; при этом пружины 7 оттягивают правый и левый прихваты.

Рис. 5. Эксцентриковые прихваты станков: а - однократного действия; б - двукратный встречного действия

На рис. 6, а показан двукратный параллельный винтовой зажим фрезерного станка, позволяющий зажимать заготовку в двух местах параллельными силами P1 и P2. Зажим заготовки производится одновременно двумя прихватами 1 и 6 с двух сторон корпусной детали при помощи завертывания одной гайки 5. При завертывании гайки 5 по стрелке штырь 4, имеющий двойной скос в плашке 7, через тягу 8 воздействует на скос плашки 9 и прижимает гайкой 2 прихват 1, сидящий на штыре 3. При отвертывании гайки 5 пружины, положенные на прихваты 1 и 6, поднимают их, освобождая заготовку.

На рис. 6, б показан трехкратный параллельный винтовой зажим для закрепления трех валиков параллельными силами. При вращении рукоятки 10 винт 11, ввинчиваясь в гайку 12, отжимает ее кверху и при помощи двух коромысел 13 прижимает штифтами 14 с плашками 15 три заготовки к призмам основания приспособления. Для предотвращения гайки 12 от проворачивания служат шпильки 16.

На рис. 6, в показан многократный параллельный винтовой зажим для закрепления четырех валиков параллельными силами. При вращении винта 18 коромысло 17 и связанные с ним прихваты 19 опускаются вниз, прижимая валики к призмам основания приспособления.

Рис. 6. Многократные параллельные винтовые прижимы станков: а - двукратный; б - трехкратный; в - четырехкратный

В многократных зажимах станков весьма целесообразно применять гидропласты. Гидропласт представляет массу следующего состава:

• Полихлорвиниловая смола ПБ (эмульсионная) 20%;
• Дибутилфталат (ГОСТ 2102-51) 59,2%;
• Вакуумное масло марки BM-4 20%;
• Стеарат кальция 0,8%.

Массу заливают в зажимное приспособление в жидком состоянии, для чего ее расплавляют в глицериновой ванне и нагревают до 130-160° C. Приспособление, в которое заливают гидропласт, предварительно нагревают до 150-160° С. Выплавку гидропласта производят нагревом приспособления до 150-160° С.

Гидропласт практически несжимаем и равномерно передает давление на детали зажимного устройства. Он достаточно текуч и под действием небольших усилий легко перемещается в полостях и каналах приспособления; в то же время он достаточно вязок и не вытекает в местах соединений приспособления, сопряжения которых выполняются по 2-му классу точности.

На рис. 7, а изображено многоместное приспособление с гидропластом для установки и зажима валиков при фрезеровании торцов на горизонтально-фрезерном станке. Деталь базируется по наружной поверхности в призме 1, а торцом опирается на планки 2, скрепленные с корпусом 3. Зажимается деталь плунжерами 4, вмонтированными в откидные планки 5, стягиваемые шарнирным болтом 6.

Приспособления подобного типа дают возможность одновременно зажимать детали с одинаковой силой вследствие выравнивания плунжеров гидропластом 7.

На рис. 7, б показано многоместное приспособление с гидропластом для установки и зажима пальцев при фрезеровании лысок на горизонтально-фрезерном станке. Деталь базируется по хвостовику в центрирующей зажимной втулке 1, запрессованной в корпусе 2. Зажимается деталь центрирующей втулкой под действием гидропласта 3, передающего усилие от нажимного винта 4.

Данное приспособление обеспечивает точное центрирование и быстрое надежное одновременное крепление деталей на станке.

Рис. 7. Многоместные приспособления с гидропластмассой: а - для зажима валиков; б - для зажима пальцев

Из всех существующих типов механизированных приводов наибольшее применение при фрезеровании получили пневматические, гидравлические и пневмогидравлические приводы. Применяются также пружинно-пневматические и пружинно-гидравлические, электромагнитные, вакуумные и электромеханические приводы.

Пневматический привод состоит из силового узла, пневмоаппаратуры и трубопроводов. По конструкции силового угла приводы делятся на поршневые и диафрагменные. По использованию сжатого воздуха приводы могут быть двустороннего действия, когда рабочий и холостой ход осуществляется сжатым воздухом, и одностороннего, когда рабочий ход производится сжатым воздухом, а холостой - усилием пружины.

Приводы двустороннего действия (рис. 8, а) применяются в случаях, когда необходим значительный ход поршня; в них обязательно двустороннее уплотнение 1 поршня и уплотнение 2 штока.

Приводы одностороннего действия (рис. 8, б) рекомендуется применять в зажимных устройствах станка, в случаях, когда ход поршня и требуемые усилия при холостом ходе невелики; в них применяется одностороннее уплотнение 1 поршня и не требуется уплотнение штока; вдвое уменьшается расход воздуха на цикл зажима. Недостатком привода является то, что при рабочем ходе часть усилия затрачивается на сжатие пружины.

На рис. 8 показаны схемы подвода сжатого воздуха к цилиндрам. Воздух из сети поступает в трехходовой распределительный кран 3 с золотником 4, поворачиваемым рукояткой. При одном крайнем положении золотника его канал 7 соединяет сеть сжатого воздуха с левой полостью цилиндра; в то же время правая полость через канал 6 соединяется с атмосферой (рис. 8, а). При повороте золотника против часовой стрелки канал 7 занимает положение, показанное штриховыми линиями справа, и соответственно канал 6 - положение слева. Сжатый воздух при этом поступает в правую полость цилиндра, а из левой уходит в атмосферу.

В приводе одностороннего действия (рис. 8, б) зажимного устройства обычно используется тот же распределительный кран, но одно из его отверстий за ненадобностью перекрывается резьбовой пробкой 5. Канал 8 служит для выпуска из цилиндра воздуха при рабочем ходе поршня.

Рис. 8. Схемы пневматических приводов: а - двустороннего действия; б - одностороннего действия

Пневматические приводы применяются для стационарных зажимных устройств, закрепляемых на столах фрезерных станков, и для приспособлений, устанавливаемых на вращающихся и делительных столах при непрерывном фрезеровании и позиционной обработке. Во всех этих случаях монтажные схемы приводов имеют свои особенности.

В серийном производстве для закрепления заготовок на столе фрезерного станка находят широкое применение пневматические приводы, отделенные от самого зажимного приспособления. Они устанавливаются на столе станка рядом с приспособлением и соединяются тягой. Такой привод является универсальным. Одним и тем же приводом, установленным на станке, можно последовательно обслуживать различные приспособления.

На рис. 9 показан нормализованный отделенный поршневой привод двустороннего действия с вертикальным толкающим штоком и рычагом-усилителем. Сжатый воздух через штуцер 1 поступает в верхнюю полость цилиндра и перемещает поршень 2. Поршень через вилку 3 и рычаг 4 передает движение штоку 5; последний через звено связи (на чертеже не показано) приводит в действие силовой механизм приспособления. При обратном ходе поршня все детали возвращаются в исходное положение.

В нижнем торце штока 5 предусмотрено резьбовое отверстие А, в которое при необходимости можно ввернуть промежуточную деталь и создать не толкающую, а тянущую силу на штоке.

Усилие на штоке может быть определено по формуле

Q=pF(m/n) кг,

где р - давление воздуха в заводской сети в кг/см2; F - площадь поршня в см2; m и n - плечи рычага.

В последнее время вместо поршневого пневматического привода широко применяют диафрагменный привод, который также может быть встроенным и отделенным.

Рис. 9. Отделенный поршневой пневматический привод с рычагом

Диафрагменный пневматический привод (рис. 10) не имеет поршня. В корпусе 1 пневмокамеры вмонтированы две резиновые диафрагмы 3, между которыми установлен шток 4. В сквозном окне штока размещен конец рычага 2, качающегося на оси 5. Распределительный кран 6 смонтирован непосредственно на корпусе привода и управляется рукояткой 7.

На отростки рычага 2 для уменьшения трения установлены роликовые шарниры, связанные с приспособлением.

В рассмотренной конструкции пневмокамеры почти нет трущихся частей (кроме шарниров); не нужны уплотнения; исключается утечка воздуха. Поэтому, если не требуется большой ход штока, универсальные пневмокамеры следует предпочитать пневматическим цилиндрам.

Усилие на штоке может быть определено по той же формуле, что и для поршневого привода, но за площадь поршня следует принять площадь диска штока 4 и активной части кольцевой поверхности диафрагмы 3.

Рис. 10. Отделенный диафрагменный пневматический привод с рычагом-усилителем

На рис. 11 приведены схемы компоновок отделенных приводов с приспособлением.

Пневматические приводы работают при небольших давлениях воздуха (4-5 кг/см2) и когда на штоке требуются значительные усилия приходится применять цилиндры больших диаметров (200-300 мм) или цилиндры с двумя, тремя поршнями на общем штоке.

В пневмогидравлических приводах низкое давление сжатого воздуха заводской сети (4-5 кг/см2) преобразуется в 15-25 раз более высокое давление масла, заполняющего рабочие гидроцилиндры. При таких давлениях цилиндры, монтируемые на корпусе приспособления, имеют небольшие диаметры (20-60 мм) и конструкция получается более компактной.

Рис. 11. Схемы компоновок отделенного поршневого (а) и диафрагменного (б) привода и приспособления: 1 - привод: 2 - приспособление

Пневмогидравлические приводы состоят из преобразователя (повысителя) давления с необходимой аппаратурой и подключаемых к нему одного или нескольких рабочих гидроцилиндров, осуществляющих зажим заготовок. На рис. 12, а показана схема преобразователя давления с одним подключенным к нему рабочим гидроцилиндром. На схеме показаны поршень 1 пневмоцилиндра, плунжер 2 гидроцилиндра (он же шток поршня пневмоцилиндра), поршень 3 рабочего гидроцилиндра и трехходовой кран 4. Под действием сжатого воздуха преобразователь срабатывает и система приходит в равновесие.

На рис. 12, б представлена схема пневмогидравлического привода, в котором обратный ход поршней 1 и 4 осуществляется при помощи сжатого воздуха. При этом уменьшается длина цилиндров, так как нет надобности размещать пружины, как в схеме рис. 12, а. Управление приводом осуществляется четырехходовым краном 1. Восполнение утечек масла происходит из резервуара 2 через обратный клапан 3.

Если сила обратного хода по условиям работы привода сопоставима с силой прямого хода, то может быть применена схема по рис. 12, в с двумя пневмогидравлическими усилителями 1 и 2. Масло под высоким давлением попеременно подается в левую и правую полости цилиндра 3.

На рис. 12, г представлена схема пневмогидравлического привода, выполненного в одном общем блоке. Принцип работы ясен из чертежа. На рис. 12, д показано применение отдельного гидроцилиндра, соединенного гибким бронированным шлангом и телескопическим соединением с приводом. На столе 1 фрезерного станка установлено приспособление 2 с гидроцилиндром 3. Подвижная труба 4 связана со столом, а неподвижная труба телескопического соединения 5 и пневмогидравлического привода 6 - со станиной.

По принципу работы преобразователи давления делятся на две группы: преобразователи прямого действия, представляющие собой блок из пневматического и гидравлического цилиндров (рис. 12), и преобразователи последовательного действия, представляющие собой систему двух блоков из пневматического и гидравлического цилиндров. Вначале срабатывает блок низкого давления, обеспечивающий предварительный зажим заготовки, а затем срабатывает блок высокого давления, осуществляющий окончательный зажим.

Рис. 12. Схемы пневмогидравлических силовых приводов: а - с одним рабочим гидроцилиндром; б - с двусторонним действием; в - с двумя рабочими гидроцилиндрами; г - в общем блоке; д - с телескопическим соединением привода с гидроцилиндром

На рис. 13 показан преобразователь последовательного действия конструкции московского завода «Красный пролетарий», а на рис. 14 даны схемы подключения к нему приспособлений с рабочими гидроцилиндрами двустороннего (рис. 14, а) или одностороннего (рис. 14, б) действия. Корпус преобразователя (см. рис. 13) состоит из цилиндра 2 и стакана 5 с зажатой между ними перегородкой 15; основанием корпуса служит крышка 1 цилиндра. В перегородку и стакан установлен цилиндр 4 высокого давления, в верхний торец которого ввинчен корпус 12 разделительного клапана с поршеньком 11 диаметром 25 мм и манометром.

Управление преобразователем производится с помощью четырехходового распределительного крана. Рассмотрим последовательно все ступени цикла работы преобразователя.

Ступень «предварительный зажим». Воздух под давлением 3-4 кг/см2 поступает по трубопроводу (штуцеру) I и трубке 14 в верхнюю часть полости А стакана 5 и, оказывая давление на поверхность масла, залитого в стакан, перемещает его по трубке 6, штуцер у 7, изогнутой трубке 8, штуцеру 9, ввинченному в крышку 10 клапана, и штуцерное отверстие в корпусе 12 клапана в рабочий гидроцилиндр. Под действием поступающего масла поршень гидроцилиндра подводит прихват к заготовке и предварительно зажимает ее.

Ступень «окончательный зажим». Переключением крана воздух по трубопроводу II подводится в нижнюю полость В пневматического цилиндра 2 и перемещает вверх поршень 16 с плунжером 3. Под давлением плунжера масло через наклонный канал Д поступает в полость разделительного клапана, отодвигает влево поршенек 11 и по штуцерному отверстию в корпусе клапана нагнетает в рабочий гидроцилиндр. В момент, когда поршенек 11 перекрывает отверстие, сообщающее штуцер 9 с полостью А низкого давления, образуется замкнутая гидравлическая система, давление в которой мгновенно повышается в 25 раз, и осуществляется окончательный зажим.

Рис. 13. Преобразователь давления последовательного действия завода «Красный пролетарий»

Ступень «разжим». Очередным переключением крана воздух по трубопроводу III подводится в верхнюю полость Г цилиндра 2 и перемещает поршень 10 с плунжером 3 вниз, в исходное положение. Одновременно по каналам, штуцеру IV и трубопроводу воздух поступает в верхнюю полость рабочего цилиндра и возвращает его поршень в исходное положение (рис. 14). Так как в это же время поршенек 11 клапана под действием пружины также возвращается в исходное положение и открывает сообщение с полостью А, то масло из рабочего цилиндра беспрепятственно сливается в эту полость и система оказывается подготовленной для повторения цикла.

Если обратный ход поршня рабочего цилиндра производится пружиной (рис. 14, б), то отверстие под трубопровод IV заглушается.

Вес преобразователя 65 кг. При давлении воздуха в сети 2; 3; 4 кг/см2 он соответственно развивает давление в гидросистеме 50; 75; 100 кг/см2. Для наблюдения за уровнем масла предусмотрен глазок 13 (см. рис. 13) из органического стекла.

Рис. 14. Схема подключений приспособлений с рабочими цилиндрами: а - двустороннего действия; б - одностороннего действия

Дальнейшим мероприятием по механизации зажима является автоматизация зажима заготовки. В статье Механизация и автоматизация производства, посвященной автоматизации обработки на фрезерных станках, приведены примеры автоматизации зажима при применении пневматических и гидравлических приводов, здесь же даны элементы автоматизации зажима при использовании пружинных зажимов.

Пружинно-гидравлический привод представляет сочетание механического зажима с гидравлическим, причем его легко автоматизировать. На рис. 15 приведена схема пружинно-гидравлического привода, а на рис. 16 и 17 показана его конструкция.

Рис. 15. Схема пружинно-гидравлического привода

Привод 1 (рис. 16) с бачком 2 крепится к столу с задней стороны фрезерного станка, рамка 3 с кулачком 4 взвода привертывается к консоли. Для приведения приспособления в рабочее состояние необходимо стол фрезерного станка установить в крайнее правое положение. При включении продольного хода стола кулачок 4 взвода, действуя на пружину 5 привода через палец 6, сжимает ее и запирает в сжатом состоянии, заводя палец б в радиальный вырез в корпусе привода.

Рис. 16. Конструкция пружинно-гидравлического привода

В это время поршни 10 гидравлических цилиндров зажимного приспособления (рис. 17) находятся под действием пружин в крайних положениях; при этом в цилиндрах создается наибольший объем для жидкости. Остановив стол в исходном положении, необходимом для начала работы, заливают всю систему маслом через бачок. В начале заливки необходимо отвернуть пробки 11 в зажимном приспособлении и выпустить из системы воздух. При появлении масла в отверстиях необходимо пробки крепко завернуть и продолжать заполнение, пока жидкость в бачке не дойдет до уровня на 10-20 мм ниже верха. После заливки система готова к работе.

Установив обрабатываемую деталь в зажимное приспособление, рукояткой 7 (см. рис. 16) освобождают пружину 5, которая через гильзу 8 воздействует на поршень 9 привода. При этом поршень перемещается и в системе создается рабочее давление жидкости 30 кг/см2, достаточное для работы.

Требуемая сила зажима обрабатываемой детали создается благодаря разнице в площадях цилиндров привода и зажимного приспособления, а также соотношению плеч зажимных рычагов 12 (рис. 17). При возвращении стола в исходное положение автоматически взводится пружина и система опять готова к работе.

Конструкция пружинно-гидравлического зажима может быть применена на различных операциях. В зависимости от назначения приспособления сила зажима может быть различной. Изменение силы достигается изменением диаметра поршня зажимного приспособления и соотношения плеч зажимных рычагов.

Рис. 17. Зажимное приспособление

На рис. 18 и 19 показаны два варианта автоматизированных тисков конструкции А. Н. Лебедева. Основными частями в обоих случаях являются обычные машинные тиски, устанавливаемые на столе фрезерного станка, и пружинная головка, закрепляемая либо на хоботе станка (рис. 18), либо на приливе тисков (рис. 19). Наличие сменных губок на тисках создает возможность использовать их для закрепления заготовок различных размеров и конфигурации. Зажим заготовки осуществляется автоматически в деталь начале рабочего хода стола благодаря пружинной головке.

В автоматизированных тисках 1, изображенных на рис. 18, сила зажима передается подвижной губке 9 от ролика 7 пружинной головки 4 через систему из двух рычагов: по ребру рычага 8 скользит ролик 7, а другой рычаг 10 толкает подвижную губку 9 (рис. 18, б). Зажим осуществляется следующим образом. Перед началом рабочего хода ролик 7 занимает крайнее нижнее положение, находясь на выфрезерованном справа уступе рычага 8, и поднимается на его рабочую часть, сжимая пружину 11, находящуюся внутри резьбовой втулки 3. Сила сжатия пружины 11, равная 150 кг, давит через ролик 7 на рычаг 8, а затем через рычаг 10 на подвижную губку 9. Благодаря усиливающей системе рычагов 8-10 сила зажима на подвижной губке составляет 1300 кг. Для сохранения постоянства зажимного усилия по мере уменьшения плеча рычага 8 при движении стола во время обработки рычаг 8 имеет равномерный подъем, равный 15 мм. Вследствие этого подъема давление пружины Постепенно увеличивается, компенсируя уменьшение плеча рычага 8. Освобождение заготовки при обратном ходе стола производится с помощью пружины, не показанной на рис. 18.

Пружинная головка 4 устанавливается в корпусе 2, закрепленном на хоботе станка, и может перемещаться в продольном направлении вращением винта 5. Вертикальная установка втулки 3 с внутренней пружиной 11 осуществляется двумя гайками 6. Поджатие пружины 11 до требуемой величины осуществляется гайкой 12.

Рис. 18. Автоматизированные тиски с головкой, смонтированной на хоботе станка (конструкции А. Н. Лебедева): а - общий вид; б - схема

В автоматизированных тисках, показанных на рис. 19, пружинная головка 4 закреплена на корпусе тисков и ее ролик 2 движется вместе со столом по кулачку 1, неподвижно закрепленному на салазках стола. Зажим заготовки происходит следующим образом. В приливе корпуса тисков (с другой стороны по отношению к пружинной головке 4) вмонтирована втулка 7 с рабочей пружиной 11, натяжение которой можно отрегулировать гайкой Подобно пружине 11 в тисках на рис. 130 (эта гайка на рис. 19 не показана). Рабочая пружина 11 (см. рис. 19, б) через шток 10 давит на коромысло 8, которое, поворачиваясь вокруг пальца 12, передает усилие на шток 13, связанный с рычагом 14, нажимающим другим концом на подвижную губку 6. Неподвижную губку можно перемещать по направляющим корпуса тисков при помощи винта 9, устанавливая требуемое расстояние между губками соответственно размерам заготовки.

Разжим заготовки происходит следующим образом. При отходе стола в исходное положение ролик 2, скользя по скосу кулачка 1, начинает поворачивать вокруг оси 3 пружинную головку, которая своим верхним концом нажимает на рычаг 5. Рычаг 5 давит на коромысло 8, которое, поворачиваясь вокруг оси 12 в сторону, обратную давлению рабочей пружины 11, сжимает ее, разгружает шток 13 и, следовательно, рычаг 14, зажимающий подвижную гайку 6. Отход Подвижной губки 6 в исходное положение осуществляется возвратными пружинами, не показанными на рис. 19.

Для того чтобы зажим заготовки происходил на заданном участке пути стола, кулачок 1 может быть установлен в нужном положении на планке, закрепленной на салазках станка, при помощи винта. Регулирование ролика 2 осуществляется гайкой в верхней части корпуса пружинной головки 4.

Тиски конструкции А. Н. Лебедева обеспечивают зажим заготовки с усилием, достаточным для большинства фрезерных работ, так как сила сжатия пружины благодаря плечу коромысла 8 и рычагу 14 увеличивается в 3 раза.

Рис. 19. Автоматизированные тиски с головкой, смонтированной в корпусе тисков (конструкции А. Н. Лебедева): а - общий вид; б - схема

Зажимные устройства призваны обеспечивать зажим заготовки с минимальной затратой сил и времени станочника, они должны быть простыми, надежными, удобными и безопасными в эксплуатации. Основные правила эксплуатации зажимных устройств:

• Категорически запрещено применение неисправных зажимных устройств (изношенная или сорванная резьба, изношенный эксцентрик, наличие утечки в пневмо- или гидроаппаратуре и т. п.).
• Запрещена эксплуатация зажимных устройств, если: а) рукоятки управления расположены вблизи от вращающейся фрезы, б) на пути рабочего движения руки расположены детали приспособления с выступами и острыми кромками, которые могут вызвать травму.
• Контактирование зажимных элементов устройств с заготовкой должно происходить на участке ее наибольшей жесткости с направлением усилия зажима перпендикулярно опоре. Невыполнение этого требования может привести к появлению брака.
• При закреплении заготовки несколькими прихватами сила закрепления, прокладываемая к каждому из них, должна быть одинаковой.
• При установке приспособления на станок, а также при выборе начальной точки фрезерования следует выполнять условие: силы резания при фрезеровании должны быть направлены на установочные элементы приспособления (как наиболее жесткие), а не на зажимные.

Зажимные устройства, в зависимости от источника силы, обеспечивающей зажим, делят на ручные, механизированные и комбинированные.

Механизированные зажимные устройства в зависимости от источника используемой энергии подразделяются на: пневматические зажимные устройства, гидравлические зажимные устройства, а также пневмогидравлические, вакуумные зажимные устройства, электромеханические и магнитные зажимные устройства.

В общем случае механизированное зажимное устройство состоит из привода и механической части, часто выполняемой как отдельный кинематический элемент: клиновой (см. Клиновые зажимные устройства), винтовой (см. Винтовые зажимные устройства), рычажный и т. д.